JP5421952B2 - Ignition system - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関等に使用される点火システムに関する。   The present invention relates to an ignition system used for an internal combustion engine or the like.

内燃機関等の燃焼装置に使用される点火システムとしては、中心電極及び接地電極を有し、両電極間に間隙が形成されてなる点火プラグと、点火プラグに電圧を供給する点火コイル等の放電用電源と、点火プラグ及び放電用電源を電気的に接続する点火ケーブルとを備えたものが知られている。このような点火装置においては、点火ケーブルを介して放電用電源からの高電圧を点火プラグに印加することで点火プラグの前記間隙に火花放電を生じさせ、その結果、燃料ガスに対する着火がなされるようになっている。   An ignition system used in a combustion apparatus such as an internal combustion engine includes a spark plug having a center electrode and a ground electrode, with a gap formed between both electrodes, and a discharge of an ignition coil or the like that supplies a voltage to the spark plug. There is known a power source for power supply and an ignition cable for electrically connecting a spark plug and a power source for discharge. In such an ignition device, a spark discharge is generated in the gap of the spark plug by applying a high voltage from the discharge power source to the spark plug via the ignition cable, and as a result, the fuel gas is ignited. It is like that.

また近年では、着火性の更なる向上を図るべく、高電圧に代えて、交流電源からの交流電力(高周波電力)を前記間隙に投入することで、火花放電を生じさせる技術が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。   In recent years, in order to further improve the ignitability, a technique has been proposed in which spark discharge is generated by supplying AC power (high-frequency power) from an AC power source to the gap instead of high voltage. (For example, refer patent document 1 etc.).

特開2009−8100号公報JP 2009-8100 A

しかしながら、上記技術においては、交流電力のみにより火花を生じさせるため、燃焼室内の状態によっては要求電圧を出力できないことがある。従って、電力を投入しているにも関わらず、火花放電が生じないという事態(いわゆる失火)が発生してしまいやすい。   However, in the above technique, since the spark is generated only by the AC power, the required voltage may not be output depending on the state in the combustion chamber. Therefore, a situation in which spark discharge does not occur (so-called misfire) is likely to occur even when power is turned on.

これに対して、失火の発生を防止すべく、交流電力を増大させ、要求電圧をより確実に出力することが考えられるが、例えば、出力を増大させるためには、交流電力を2乗倍増大させる必要があり、非効率的にしか状態を改善することができない。それどころか、電力の増大により、中心電極や接地電極がより損耗しやすくなってしまうおそれがある。   On the other hand, to prevent the occurrence of misfire, it is conceivable to increase the AC power and output the required voltage more reliably. For example, in order to increase the output, the AC power is increased by a factor of two. The situation can only be improved inefficiently. On the contrary, there is a possibility that the center electrode and the ground electrode are more easily worn out due to the increase in electric power.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、失火の発生を抑制しつつ、優れた着火性を実現することができる点火システムを提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the ignition system which can implement | achieve the outstanding ignitability, suppressing generation | occurrence | production of misfire.

以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。   Hereinafter, each configuration suitable for solving the above-described object will be described in terms of items. In addition, the effect specific to the corresponding structure is added as needed.

構成1.本構成の点火システムは、点火プラグと、
前記点火プラグに火花放電を発生させるための電圧を印加する放電用電源と、
前記火花放電により生じた火花に交流電力を供給する交流電源と、
前記点火プラグと前記放電用電源及び前記交流電源とを電気的に接続する点火ケーブルと、を具備する点火システムであって、
前記点火ケーブルは、
前記放電用電源からの電圧を前記点火プラグに印加するために前記放電用電源と前記点火プラグとを接続する放電用電極と、
前記交流電源からの交流電力を前記点火プラグ側に伝送する交流電極と、
前記両電極の間に挟み込まれる絶縁体と、
筒状の第2絶縁体とを備え、
前記第2絶縁体は、少なくともその一部が、前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体よりも外周側に配置され、
前記絶縁体の誘電率が、前記第2絶縁体の誘電率よりも大きく、
前記第2絶縁体の内周に、筒状の前記交流電極が配置され、
前記交流電極の内周に、筒状の前記絶縁体が配置され、
前記絶縁体の内周に、前記放電用電極が配置されており、
前記放電用電極の前記点火プラグ側端部が前記点火プラグに接続されるように構成されていることを特徴とする点火システム。
Configuration 1. The ignition system of this configuration includes a spark plug,
A discharge power source for applying a voltage for generating a spark discharge in the spark plug;
An AC power supply for supplying AC power to the spark generated by the spark discharge;
An ignition system comprising: an ignition cable that electrically connects the spark plug to the discharge power source and the AC power source,
The ignition cable is
A discharge electrode for connecting the discharge power source and the spark plug to apply a voltage from the discharge power source to the spark plug;
An AC electrode for transmitting AC power from the AC power source to the spark plug side;
An insulator sandwiched between the electrodes;
A cylindrical second insulator,
The second insulator is at least partially disposed on the outer peripheral side of the discharge electrode, the AC electrode, and the insulator,
The dielectric constant of the insulator, much larger than the dielectric constant of the second insulator,
The cylindrical AC electrode is disposed on the inner periphery of the second insulator,
The cylindrical insulator is disposed on the inner periphery of the AC electrode,
The discharge electrode is disposed on the inner periphery of the insulator,
An ignition system, characterized in that the spark plug side end of the discharge electrode is connected to the spark plug .

上記構成1によれば、放電用電源から供給された電圧により点火プラグにて火花を生じさせた上で、当該火花に対して交流電源からの交流電力が投入されるように構成されている。従って、交流電力により火花が強化されて、火花をより大きく成長させることができ、その結果、着火性を飛躍的に向上させることができる。   According to the above configuration 1, the spark plug is caused to generate a spark by the voltage supplied from the discharge power source, and then the AC power from the AC power source is input to the spark. Accordingly, the spark is strengthened by the AC power, and the spark can be grown larger, and as a result, the ignitability can be dramatically improved.

また、電圧の印加により火花を生じさせるため、交流電力のみを投入して火花を生じさせる場合のように、要求電圧を出力できないといった事態が生じにくく、失火の発生をより確実に防止することができる。   In addition, since a spark is generated by applying a voltage, it is difficult to cause a situation in which the required voltage cannot be output as in the case of generating a spark by supplying only AC power, and the occurrence of misfire can be more reliably prevented. it can.

ところで、点火プラグに対して火花放電のための電圧と交流電力との双方を投入するにあたっては、放電用電源から交流電源側へと電流が流れてしまい、点火プラグに対して十分な電圧が印加されないことが懸念される。この点、上記構成1によれば、点火プラグと放電用電源及び交流電源とを電気的に接続する点火ケーブルが、放電用電極、交流電極、及び、両電極に挟まれた絶縁体を備えており、点火プラグと交流電源との間に、前記両電極及び絶縁体により形成されたコンデンサが介在されている。従って、発振周波数が比較的高周波数の交流電力については、前記コンデンサを透過して点火プラグに投入される一方で、放電用電源から出力される比較的低周波数の電流については、前記コンデンサの存在により交流電源側への流入が抑制されることとなる。そのため、点火プラグに対して十分な電圧を投入することができ、火花をより確実に発生させることができる。その結果、上述した着火性の向上効果をより確実に発揮させることができる。
加えて、上記構成1によれば、コンデンサの一部を構成する絶縁体の誘電率が、コンデンサの外周に配置された第2絶縁体の誘電率よりも大きなものとされている。従って、コンデンサ(交流電極)に投入された交流電力が、第2絶縁体を介して、例えば、点火プラグの取付けられたエンジンなどの低電位側へと伝送されてしまうといった事態をより確実に防止することができる。その結果、伝送時における交流電力の損失をより一層確実に低減させることができ、火花を一層効果的に成長させることができる。
By the way, when supplying both spark discharge voltage and AC power to the spark plug, current flows from the discharge power source to the AC power source, and sufficient voltage is applied to the spark plug. There is concern about not being done. In this regard, according to the configuration 1, the ignition cable that electrically connects the ignition plug, the discharge power source, and the AC power source includes the discharge electrode, the AC electrode, and the insulator sandwiched between the electrodes. In addition, a capacitor formed by both the electrodes and the insulator is interposed between the spark plug and the AC power source. Therefore, AC power with a relatively high oscillation frequency is transmitted through the capacitor and inserted into the spark plug, while a relatively low frequency current output from the discharge power source is present in the capacitor. This suppresses the inflow to the AC power supply side. Therefore, a sufficient voltage can be applied to the spark plug, and a spark can be generated more reliably. As a result, the above-described effect of improving the ignitability can be more reliably exhibited.
In addition, according to the configuration 1, the dielectric constant of the insulator constituting a part of the capacitor is larger than the dielectric constant of the second insulator arranged on the outer periphery of the capacitor. Therefore, it is possible to more reliably prevent the AC power input to the capacitor (AC electrode) from being transmitted to the low potential side of, for example, an engine equipped with a spark plug through the second insulator. can do. As a result, the loss of AC power during transmission can be more reliably reduced, and sparks can be grown more effectively.

尚、交流電源側から放電用電源側への電流の流入も考えられるが、一般に火花を生じさせるための放電用電源は、例えば、点火コイルなどのコイルを備えている。従って、高周波を遮断し、低周波を透過する性質を有するコイルの存在により、交流電源側から放電用電源側への電流の流入は防止されることとなる。   Although inflow of current from the AC power supply side to the discharge power supply side can be considered, a discharge power supply for generating a spark generally includes, for example, a coil such as an ignition coil. Therefore, the current flowing from the AC power supply side to the discharge power supply side is prevented by the presence of the coil having the property of blocking the high frequency and transmitting the low frequency.

構成2.本構成の点火システムは、点火プラグと、Configuration 2. The ignition system of this configuration includes a spark plug,
前記点火プラグに火花放電を発生させるための電圧を印加する放電用電源と、A discharge power source for applying a voltage for generating a spark discharge in the spark plug;
前記火花放電により生じた火花に交流電力を供給する交流電源と、An AC power supply for supplying AC power to the spark generated by the spark discharge;
前記点火プラグと前記放電用電源及び前記交流電源とを電気的に接続する点火ケーブルと、を具備する点火システムであって、An ignition system comprising: an ignition cable that electrically connects the spark plug to the discharge power source and the AC power source,
前記点火ケーブルは、The ignition cable is
前記放電用電源からの電圧を前記点火プラグに印加するために前記放電用電源と前記点火プラグとを接続する放電用電極と、A discharge electrode for connecting the discharge power source and the spark plug to apply a voltage from the discharge power source to the spark plug;
前記交流電源からの交流電力を前記点火プラグ側に伝送する交流電極と、An AC electrode for transmitting AC power from the AC power source to the spark plug side;
前記両電極の間に挟み込まれる絶縁体と、An insulator sandwiched between the electrodes;
筒状の第2絶縁体とを備え、A cylindrical second insulator,
前記第2絶縁体は、少なくともその一部が、前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体よりも外周側に配置され、The second insulator is at least partially disposed on the outer peripheral side of the discharge electrode, the AC electrode, and the insulator,
前記絶縁体の誘電率が、前記第2絶縁体の誘電率よりも大きく、The dielectric constant of the insulator is greater than the dielectric constant of the second insulator;
前記第2絶縁体の内周に、少なくとも一部が筒状の前記放電用電極が配置され、The discharge electrode, at least a part of which is cylindrical, is disposed on the inner periphery of the second insulator,
前記放電用電極の筒状部分の内周に、筒状の前記絶縁体が配置され、The cylindrical insulator is disposed on the inner periphery of the cylindrical portion of the discharge electrode,
前記絶縁体の内周に、前記交流電極が配置されており、The AC electrode is disposed on the inner periphery of the insulator,
前記放電用電極の前記点火プラグ側端部が前記点火プラグに接続されるように構成されていることを特徴とする。The spark plug side end of the discharge electrode is configured to be connected to the spark plug.

上記構成2によれば、基本的には上記構成1と同様の作用効果が奏される。According to the said structure 2, the effect similar to the said structure 1 is show | played fundamentally.

構成3.本構成の点火システムは、点火プラグと、Configuration 3. The ignition system of this configuration includes a spark plug,
前記点火プラグに火花放電を発生させるための電圧を印加する放電用電源と、A discharge power source for applying a voltage for generating a spark discharge in the spark plug;
前記火花放電により生じた火花に交流電力を供給する交流電源と、An AC power supply for supplying AC power to the spark generated by the spark discharge;
前記点火プラグと前記放電用電源及び前記交流電源とを電気的に接続する点火ケーブルと、を具備する点火システムであって、An ignition system comprising: an ignition cable that electrically connects the spark plug to the discharge power source and the AC power source,
前記点火ケーブルは、The ignition cable is
前記放電用電源からの電圧を前記点火プラグに印加するために前記放電用電源と前記点火プラグとを接続する放電用電極と、A discharge electrode for connecting the discharge power source and the spark plug to apply a voltage from the discharge power source to the spark plug;
前記交流電源からの交流電力を前記点火プラグ側に伝送する交流電極と、An AC electrode for transmitting AC power from the AC power source to the spark plug side;
前記両電極の間に挟み込まれる絶縁体と、An insulator sandwiched between the electrodes;
筒状の第2絶縁体とを備え、A cylindrical second insulator,
前記第2絶縁体は、少なくともその一部が、前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体よりも外周側に配置され、The second insulator is at least partially disposed on the outer peripheral side of the discharge electrode, the AC electrode, and the insulator,
前記絶縁体の誘電率が、前記第2絶縁体の誘電率よりも大きく、The dielectric constant of the insulator is greater than the dielectric constant of the second insulator;
前記放電用電極の少なくとも一部は板状をなすとともに、At least a part of the discharge electrode has a plate shape,
前記交流電極のうち、少なくとも前記放電用電極の板状部分と対向する部位は板状をなし、Of the AC electrode, at least a portion facing the plate-like portion of the discharge electrode has a plate shape,
前記放電用電極の板状部分と前記交流電極の板状部分との間に前記絶縁体が配置され、The insulator is disposed between the plate-like portion of the discharge electrode and the plate-like portion of the AC electrode,
前記両電極、及び、前記絶縁体は、前記第2絶縁体の内周に配置されており、The electrodes and the insulator are disposed on the inner periphery of the second insulator,
前記放電用電極の前記点火プラグ側端部が前記点火プラグに接続されるように構成されていることを特徴とする。The spark plug side end of the discharge electrode is configured to be connected to the spark plug.

上記構成3によれば、基本的には上記構成1等と同様の作用効果が奏される。According to the said structure 3, the effect similar to the said structure 1 etc. is show | played fundamentally.

構成4.本構成の点火システムは、点火プラグと、Configuration 4. The ignition system of this configuration includes a spark plug,
前記点火プラグに火花放電を発生させるための電圧を印加する放電用電源と、A discharge power source for applying a voltage for generating a spark discharge in the spark plug;
前記火花放電により生じた火花に交流電力を供給する交流電源と、An AC power supply for supplying AC power to the spark generated by the spark discharge;
前記点火プラグと前記放電用電源及び前記交流電源とを電気的に接続する点火ケーブルと、を具備する点火システムであって、An ignition system comprising: an ignition cable that electrically connects the spark plug to the discharge power source and the AC power source,
前記点火ケーブルは、The ignition cable is
前記放電用電源からの電圧を前記点火プラグに印加するために前記放電用電源と前記点火プラグとを接続する放電用電極と、A discharge electrode for connecting the discharge power source and the spark plug to apply a voltage from the discharge power source to the spark plug;
前記交流電源からの交流電力を前記点火プラグ側に伝送する交流電極と、An AC electrode for transmitting AC power from the AC power source to the spark plug side;
前記両電極の間に挟み込まれる絶縁体と、An insulator sandwiched between the electrodes;
筒状の第2絶縁体とを備え、A cylindrical second insulator,
前記第2絶縁体は、少なくともその一部が、前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体よりも外周側に配置され、The second insulator is at least partially disposed on the outer peripheral side of the discharge electrode, the AC electrode, and the insulator,
前記絶縁体の誘電率が、前記第2絶縁体の誘電率よりも大きく、The dielectric constant of the insulator is greater than the dielectric constant of the second insulator;
長手方向と直交する断面において、前記放電用電極の少なくとも一部は渦巻き状をなすとともに、In a cross section perpendicular to the longitudinal direction, at least a part of the discharge electrode has a spiral shape,
前記交流電極のうち、少なくとも前記放電用電極の渦巻き状部分と対向する部位は渦巻き状をなし、Of the alternating current electrode, at least a portion facing the spiral portion of the discharge electrode has a spiral shape,
前記放電用電極の渦巻き状部分と前記交流電極の渦巻き状部分との間に前記絶縁体が配置され、The insulator is disposed between the spiral portion of the discharge electrode and the spiral portion of the AC electrode,
前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体は、前記第2絶縁体の内周に配置されており、The discharge electrode, the AC electrode, and the insulator are disposed on an inner periphery of the second insulator,
前記放電用電極の前記点火プラグ側端部が前記点火プラグに接続されるように構成されていることを特徴とする。The spark plug side end of the discharge electrode is configured to be connected to the spark plug.

上記構成4によれば、基本的には上記構成1等と同様の作用効果が奏される。According to the said structure 4, the effect similar to the said structure 1 etc. is show | played fundamentally.

構成5.本構成の点火システムは、点火プラグと、Configuration 5. The ignition system of this configuration includes a spark plug,
前記点火プラグに火花放電を発生させるための電圧を印加する放電用電源と、A discharge power source for applying a voltage for generating a spark discharge in the spark plug;
前記火花放電により生じた火花に交流電力を供給する交流電源と、An AC power supply for supplying AC power to the spark generated by the spark discharge;
前記点火プラグと前記放電用電源及び前記交流電源とを電気的に接続する点火ケーブルと、を具備する点火システムであって、An ignition system comprising: an ignition cable that electrically connects the spark plug to the discharge power source and the AC power source,
前記点火ケーブルは、The ignition cable is
前記放電用電源からの電圧を前記点火プラグに印加するために前記放電用電源と前記点火プラグとを接続する放電用電極と、A discharge electrode for connecting the discharge power source and the spark plug to apply a voltage from the discharge power source to the spark plug;
前記交流電源からの交流電力を前記点火プラグ側に伝送する交流電極と、An AC electrode for transmitting AC power from the AC power source to the spark plug side;
前記両電極の間に挟み込まれる絶縁体と、An insulator sandwiched between the electrodes;
筒状の第2絶縁体とを備え、A cylindrical second insulator,
前記第2絶縁体は、少なくともその一部が、前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体よりも外周側に配置され、The second insulator is at least partially disposed on the outer peripheral side of the discharge electrode, the AC electrode, and the insulator,
前記絶縁体の誘電率が、前記第2絶縁体の誘電率よりも大きく、The dielectric constant of the insulator is greater than the dielectric constant of the second insulator;
前記点火ケーブルは、The ignition cable is
前記放電用電極は、長手方向に沿って延びる第1主電極板と、前記第1主電極板から延び、長手方向と直交する方向に沿って並ぶ複数の第1補助電極板とを備え、The discharge electrode includes a first main electrode plate extending along a longitudinal direction, and a plurality of first auxiliary electrode plates extending from the first main electrode plate and arranged along a direction orthogonal to the longitudinal direction,
前記交流電極は、長手方向に沿って延びる第2主電極板と、前記第2主電極板から延び、長手方向と直交する方向に沿って並ぶ複数の第2補助電極板とを備え、The AC electrode includes a second main electrode plate extending along the longitudinal direction, and a plurality of second auxiliary electrode plates extending from the second main electrode plate and arranged along a direction orthogonal to the longitudinal direction,
前記第1主電極板と前記第2主電極板とが対向するとともに、前記第1補助電極板と前記第2補助電極板とが交互に並ぶように、前記放電用電極及び前記交流電極が配置され、The discharge electrode and the AC electrode are arranged so that the first main electrode plate and the second main electrode plate face each other and the first auxiliary electrode plate and the second auxiliary electrode plate are alternately arranged. And
前記絶縁体は、前記両補助電極板の間に配置され、The insulator is disposed between the auxiliary electrode plates;
前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体は、前記第2絶縁体の内周に配置されており、The discharge electrode, the AC electrode, and the insulator are disposed on an inner periphery of the second insulator,
前記放電用電極の前記点火プラグ側端部が前記点火プラグに接続されるように構成されていることを特徴とする。The spark plug side end of the discharge electrode is configured to be connected to the spark plug.

上記構成5によれば、基本的には上記構成1等と同様の作用効果が奏される。According to the said structure 5, the effect similar to the said structure 1 etc. is show | played fundamentally.

構成.本構成の点火システムは、上記構成1乃至5のいずれかにおいて、前記交流電力の発振周波数は50kHz以上100MHz以下であり、
前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体により形成されるコンデンサの静電容量をC(F)とし、
前記交流電力の発振周波数をf(Hz)としたとき、
C≧0.0005(F・Hz)/f
を満たすことを特徴とする。
Configuration 6 . In the ignition system of this configuration, in any of the above configurations 1 to 5, the oscillation frequency of the AC power is 50 kHz or more and 100 MHz or less,
The capacitance of the capacitor formed by the discharge electrode, the alternating current electrode, and the insulator is C (F),
When the oscillation frequency of the AC power is f (Hz),
C ≧ 0.0005 (F · Hz) / f
It is characterized by satisfying.

上記構成によれば、交流電力の発振周波数が100MHz以下と十分に小さなものとされている。従って、例えば、交流電力の発振周波数を極めて大きくした場合には、交流電力の波長が極めて短くなり、その結果、点火プラグや点火ケーブルの内部にて共振が生じ、交流電力の投入等に支障が生じてしまうことが懸念されるが、上記構成2によれば、交流電力の波長を十分に大きくすることができ、前述の懸念を払拭することができる。すなわち、上記構成2によれば、点火プラグや点火ケーブルの内部における共振の発生をより確実に防止することができ、上述した着火性の向上効果をより一層確実に発揮させることができる。また、点火プラグ等の設計を細かく調節することなく共振の発生を防止できるため、点火プラグ等における設計の自由度を十分に確保でき、さらに、従前から一般に利用されてきた点火プラグを特別な調節を施すことなくそのまま用いることができる。 According to the configuration 6 , the AC power oscillation frequency is set to a sufficiently small value of 100 MHz or less. Therefore, for example, when the oscillation frequency of the AC power is extremely increased, the wavelength of the AC power becomes extremely short. As a result, resonance occurs inside the spark plug or the ignition cable, which may hinder the input of the AC power. Although it is feared that it will occur, according to the above configuration 2, the wavelength of the AC power can be made sufficiently large, and the above-mentioned concerns can be eliminated. That is, according to the configuration 2, the occurrence of resonance in the spark plug or the ignition cable can be more reliably prevented, and the above-described effect of improving the ignitability can be more reliably exhibited. In addition, since it is possible to prevent the occurrence of resonance without finely adjusting the design of the spark plug, etc., it is possible to secure a sufficient degree of freedom in the design of the spark plug and the like, and in addition, special adjustments have been made to the spark plugs that have been used in the past. It can be used as it is without applying.

併せて、上記構成によれば、コンデンサの静電容量C(F)が、交流電力の発振周波数f(Hz)に対して、C≧0.0005(F・Hz)/fを満たすように設定されている。従って、交流電力がコンデンサを透過するにあたって、交流電力の損失がより一層低減することとなり、ひいては着火性の更なる向上を図ることができる。 In addition, according to the configuration 6 , the capacitance C (F) of the capacitor satisfies C ≧ 0.0005 (F · Hz) / f with respect to the oscillation frequency f (Hz) of the AC power. Is set. Therefore, when the AC power passes through the capacitor, the loss of AC power is further reduced, and as a result, the ignitability can be further improved.

構成.本構成の点火システムは、上記構成1乃至6のいずれかにおいて、前記絶縁体は、セラミックと、樹脂又はゴムとの複合材料により形成されることを特徴とする。 Configuration 7 . The ignition system of this configuration is characterized in that, in any of the above configurations 1 to 6, the insulator is formed of a composite material of ceramic and resin or rubber.

上記構成によれば、セラミックと樹脂又はゴムとからなる複合材料により絶縁体が形成されている。従って、機械的な衝撃や熱衝撃に対して樹脂やゴムが緩衝材として機能することとなり、衝撃に伴う放電用電極や交流電極からのセラミックの剥離をより確実に防止することができる。その結果、コンデンサの耐久性をより一層高めることができ、優れた着火性を一層長期間に亘って維持することができる。 According to the configuration 7 , the insulator is formed of the composite material made of ceramic and resin or rubber. Therefore, the resin or rubber functions as a buffer material against a mechanical shock or a thermal shock, and the peeling of the ceramic from the discharge electrode or the AC electrode accompanying the shock can be more reliably prevented. As a result, the durability of the capacitor can be further increased, and excellent ignitability can be maintained for a longer period of time.

さらに、樹脂やゴムを設けることによって、点火ケーブルの柔軟性を高めることができ、点火ケーブルの取り回しをより容易なものとすることができる。   Furthermore, by providing resin or rubber, the flexibility of the ignition cable can be increased, and the handling of the ignition cable can be made easier.

構成.本構成の点火システムは、上記構成1乃至6のいずれかにおいて、前記絶縁体は、セラミックにより形成されることを特徴とする。 Configuration 8 . The ignition system of this configuration is characterized in that, in any of the above configurations 1 to 6, the insulator is made of ceramic.

上記構成によれば、絶縁体が耐熱性及び耐電圧性に優れるセラミックにより形成されているため、コンデンサの耐久性を高めることができる。その結果、優れた着火性をより長期間に亘って維持することができる。 According to the configuration 8 , since the insulator is made of ceramic having excellent heat resistance and voltage resistance, the durability of the capacitor can be improved. As a result, excellent ignitability can be maintained over a longer period.

構成.本構成の点火システムは、上記構成又はにおいて、前記セラミックは、チタン酸バリウム(BaTiO3)を主成分とすることを特徴とする。 Configuration 9 . The ignition system of this configuration is characterized in that, in the above configuration 7 or 8 , the ceramic is mainly composed of barium titanate (BaTiO 3 ).

上記構成によれば、絶縁体を構成するセラミックに、セラミックの中でも耐熱性等の面で特に優れるBaTiO3が用いられている。従って、コンデンサの耐久性をより向上させることができ、優れた着火性をより一層長期間に亘って維持できる。 According to the above configuration 9 , BaTiO 3 that is particularly excellent in terms of heat resistance among ceramics is used for the ceramic that constitutes the insulator. Therefore, the durability of the capacitor can be further improved, and excellent ignitability can be maintained for a longer period of time.

また、BaTiO3は極めて高い誘電率を有するため、コンデンサの静電容量をより一層増大させることができる。そのため、交流電力がコンデンサを透過する際の交流電力の透過率をより一層向上させることができ、着火性を一層向上させることができる。 Moreover, since BaTiO 3 has a very high dielectric constant, the capacitance of the capacitor can be further increased. Therefore, the transmittance of AC power when AC power passes through the capacitor can be further improved, and the ignitability can be further improved.

構成10.本構成の点火システムは、上記構成1乃至のいずれかにおいて、前記放電用電極、及び、前記交流電極のうち少なくとも前記絶縁体を挟んで対向する部位は、体積抵抗率が0.1μΩ・m以下で、かつ、磁性を持たない金属材料により形成されることを特徴とする。 Configuration 10 . In the ignition system of this configuration, in any one of the above configurations 1 to 9 , a portion of the discharge electrode and the AC electrode facing each other with at least the insulator interposed therebetween has a volume resistivity of 0.1 μΩ · m. It is characterized by being formed of a metal material having no magnetism below.

上記構成10によれば、伝送時における交流電力の損失を一層低減させることができ、火花に投入される交流電力をより増大させることができる。その結果、着火性をより一層向上させることができる。 According to the configuration 10 , the loss of AC power during transmission can be further reduced, and the AC power input to the spark can be further increased. As a result, the ignitability can be further improved.

構成11.本構成の点火システムは、上記構成10において、前記金属材料は、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)、亜鉛(Zn)、又は、これらのうちいずれかを主成分とする合金であることを特徴とする。 Configuration 11 . The ignition system of this configuration is the above configuration 10 , wherein the metal material is copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), aluminum (Al), zinc (Zn), or any one of them. It is an alloy having a main component.

上記構成11によれば、コンデンサを形成する電極のうち、絶縁体を挟んで対向する部位が、CuやAg等の体積抵抗率が極めて小さい金属材料により形成されている。そのため、交流電力の損失をより効果的に防止することができ、着火性の更なる向上を図ることができる。 According to the above-described configuration 11 , the part of the electrode forming the capacitor that faces the insulator is formed of a metal material having a very small volume resistivity such as Cu or Ag. Therefore, the loss of AC power can be prevented more effectively, and the ignitability can be further improved.

点火システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of an ignition system. 点火プラグ等の構成を示す一部破断正面図である。It is a partially broken front view which shows structures, such as a spark plug. 点火ケーブル等の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows structures, such as an ignition cable. 絶縁体の別例を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows another example of an insulator. (a),(b)は、絶縁体の別例を示す部分拡大断面図である。(A), (b) is the elements on larger scale which show another example of an insulator. 第2実施形態における点火ケーブル等の構成を示す一部破断拡大正面図である。It is a partially broken enlarged front view which shows the structure of the ignition cable etc. in 2nd Embodiment. コンデンサの静電容量を変更したサンプルにおける着火性評価試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the ignitability evaluation test in the sample which changed the electrostatic capacitance of the capacitor. 絶縁体の構成材料を変更したサンプルにおける耐久性評価試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the durability evaluation test in the sample which changed the constituent material of the insulator. 放電用電極、及び、交流電極のうち絶縁体を挟んで対向する部位の構成材料を変更したサンプルにおける着火性評価試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the ignitability evaluation test in the sample which changed the constituent material of the site | part which opposes on both sides of an insulator among discharge electrodes and an alternating current electrode. 交流電極及び端子金具間の最短距離と、交流電極及び端子金具間で電流のリークが生じた際の放電電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the shortest distance between an alternating current electrode and a terminal metal fitting, and the discharge voltage at the time of the leak of an electric current producing between an alternating current electrode and a terminal metal fitting. 別の実施形態における点火プラグ等の構成を示す一部破断正面図である。It is a partially broken front view which shows the structure of the spark plug etc. in another embodiment. 別の実施形態におけるコンデンサの構成を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the capacitor | condenser in another embodiment. 別の実施形態におけるコンデンサの構成を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the capacitor | condenser in another embodiment. 別の実施形態におけるコンデンサの構成を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the capacitor | condenser in another embodiment. 別の実施形態におけるコンデンサの構成を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the capacitor | condenser in another embodiment.

以下に、実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔第1実施形態〕
図1は、点火システム101の概略構成を示すブロック図である。尚、図1では、点火プラグ1を1つのみ示しているが、実際のエンジンENには複数の気筒が設けられており、各気筒に対応して点火プラグ1が設けられている。そして、次述する放電用電源2や交流電源3からの電力が、図示しないディストリビュータを介して各点火プラグ1に供給されるようになっている。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the ignition system 101. In FIG. 1, only one spark plug 1 is shown, but an actual engine EN is provided with a plurality of cylinders, and the spark plugs 1 are provided corresponding to the respective cylinders. And the electric power from the discharge power supply 2 and the alternating current power supply 3 which are described below is supplied to each spark plug 1 via the distributor which is not shown in figure.

点火システム101は、点火プラグ1と、放電用電源2と、交流電源3と、点火ケーブル4とを備えている。   The ignition system 101 includes an ignition plug 1, a discharge power source 2, an AC power source 3, and an ignition cable 4.

点火プラグ1は、図2に示すように、軸線CL1方向に延びる軸孔14を有する筒状の絶縁碍子12と、軸孔14に挿通された中心電極15及び端子金具16と、絶縁碍子12の外周に配置された筒状の主体金具13と、主体金具13の先端部に固定された接地電極17とを備えている。そして、中心電極15と端子金具16とは、導電性のガラスシール層18により絶縁碍子12に固定されるとともに、電気的に接続されており、中心電極15、端子金具16、及び、ガラスシール層18により、放電用電源2や交流電源3からの電流が流れるプラグ電極11が形成されている。また、中心電極15の先端部と接地電極17の先端部との間には間隙19が形成されている。尚、点火プラグ1は、エンジンENに形成されたプラグホールHO(取付孔)に取付けられており、その結果、主体金具13はエンジンENと接触し、接地された状態となっている。   As shown in FIG. 2, the spark plug 1 includes a cylindrical insulator 12 having a shaft hole 14 extending in the direction of the axis CL <b> 1, a center electrode 15 and a terminal fitting 16 inserted through the shaft hole 14, and the insulator 12. A cylindrical metal shell 13 disposed on the outer periphery and a ground electrode 17 fixed to the tip of the metal shell 13 are provided. The center electrode 15 and the terminal fitting 16 are fixed to the insulator 12 by a conductive glass seal layer 18 and are electrically connected. The center electrode 15, the terminal fitting 16, and the glass seal layer 18 forms a plug electrode 11 through which a current from the discharge power source 2 or the AC power source 3 flows. A gap 19 is formed between the tip of the center electrode 15 and the tip of the ground electrode 17. The spark plug 1 is attached to a plug hole HO (attachment hole) formed in the engine EN. As a result, the metal shell 13 is in contact with the engine EN and is grounded.

図1に戻り、放電用電源2は、点火プラグ1に対して高電圧を供給し、前記間隙19にて火花放電を生じさせるものであって、点火コイル21と、電力供給用のバッテリ22とを備えている。また、点火コイル21は、一次コイル23、二次コイル24、コア25、及び、イグナイタ26を備えている。   Returning to FIG. 1, the discharge power source 2 supplies a high voltage to the spark plug 1 and generates a spark discharge in the gap 19, and includes an ignition coil 21, a power supply battery 22, It has. The ignition coil 21 includes a primary coil 23, a secondary coil 24, a core 25, and an igniter 26.

一次コイル23は、前記コア25を中心に巻回されており、その一端がバッテリ22に接続されるとともに、その他端がイグナイタ26に接続されている。また、二次コイル24は、前記コア25を中心に巻回されており、その一端が一次コイル23及びバッテリ22間に接続されるとともに、その他端が点火ケーブル4を介して前記点火プラグ1に電気的に接続されている。   The primary coil 23 is wound around the core 25 and has one end connected to the battery 22 and the other end connected to the igniter 26. The secondary coil 24 is wound around the core 25, one end of which is connected between the primary coil 23 and the battery 22, and the other end is connected to the spark plug 1 via the ignition cable 4. Electrically connected.

加えて、イグナイタ26は、所定のトランジスタにより形成されており、自動車の電子制御装置(ECU)6から入力される通電信号に応じて、バッテリ22から一次コイル23に対する電力の供給及び供給停止を切り替えるものである。点火プラグ1に高電圧を印加する場合には、バッテリ22から一次コイル23に電流を流し、前記コア25の内部に磁界を形成した上で、ECU6からの通電信号をオンからオフに切り替えることで、バッテリ22から一次コイル23に対する電流を停止する。電流の停止により、前記コア25の磁界が変化し、自己誘電作用によって一次コイル23に一次電圧が生じるとともに、二次コイル24に負極性で、かつ、比較的低周波数の高電圧(数〜数十kV)が発生する。この負極性の高電圧が点火プラグ1に印加されることで、点火プラグ1の間隙19において火花放電が発生する。   In addition, the igniter 26 is formed by a predetermined transistor, and switches between supply and stop of power supply from the battery 22 to the primary coil 23 in accordance with an energization signal input from an electronic control unit (ECU) 6 of the automobile. Is. When applying a high voltage to the spark plug 1, a current is passed from the battery 22 to the primary coil 23, a magnetic field is formed inside the core 25, and the energization signal from the ECU 6 is switched from on to off. Then, the current from the battery 22 to the primary coil 23 is stopped. When the current is stopped, the magnetic field of the core 25 changes, and a primary voltage is generated in the primary coil 23 by self-dielectric action, and the secondary coil 24 is negative and has a relatively low frequency high voltage (several to several 10 kV) is generated. When this negative high voltage is applied to the spark plug 1, spark discharge occurs in the gap 19 of the spark plug 1.

前記交流電源3は、交流電力を点火ケーブル4の後述する交流電極42を介して点火プラグ1に供給するものである。本実施形態では、交流電源3から供給される交流電力の発振周波数が50kHz以上100MHz以下(例えば、13MHz以上42MHz以下)に設定されている。   The AC power source 3 supplies AC power to the spark plug 1 via an AC electrode 42 described later of the ignition cable 4. In the present embodiment, the oscillation frequency of AC power supplied from the AC power supply 3 is set to 50 kHz to 100 MHz (for example, 13 MHz to 42 MHz).

加えて、点火ケーブル4は、点火プラグ1と放電用電源2及び交流電源3とを電気的に接続するものであって、図3に示すように、放電用電極41と、交流電極42と、絶縁体43と、第2絶縁体44と、シールド部材45とを備えている。   In addition, the ignition cable 4 is for electrically connecting the spark plug 1 to the discharge power source 2 and the AC power source 3, and as shown in FIG. 3, the discharge electrode 41, the AC electrode 42, An insulator 43, a second insulator 44, and a shield member 45 are provided.

放電用電極41は、放電用電源2の二次コイル24と点火プラグ1の端子金具16とを電気的に接続し、放電用電源2(二次コイル24)で生じた高電圧を点火プラグ1に伝送するものである。本実施形態において、放電用電極41は、体積抵抗率が0.1μΩ・m以下で、かつ、磁性を持たない金属材料により形成されている。尚、前記金属材料として、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)、亜鉛(Zn)、又は、これらのうちいずれかを主成分とする合金が用いられている。   The discharge electrode 41 electrically connects the secondary coil 24 of the discharge power supply 2 and the terminal fitting 16 of the spark plug 1, and the high voltage generated by the discharge power supply 2 (secondary coil 24) Is to be transmitted. In the present embodiment, the discharge electrode 41 is made of a metal material having a volume resistivity of 0.1 μΩ · m or less and having no magnetism. As the metal material, copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), aluminum (Al), zinc (Zn), or an alloy mainly composed of any of these is used. .

また、放電用電極41の点火プラグ側端部41Aは、交流電極42の点火プラグ側端部42Aよりも点火プラグ1側に位置しており、点火ケーブル4を点火プラグ1に接続した場合において、前記点火プラグ側端部41Aが端子金具16に接触するように構成されている。尚、点火プラグ側端部41Aはバネ状をなしており、放電用電極41と端子金具16とのより安定的な接触が図られている。   In addition, the spark plug side end 41A of the discharge electrode 41 is located closer to the spark plug 1 than the spark plug side end 42A of the AC electrode 42, and when the ignition cable 4 is connected to the spark plug 1, The spark plug side end portion 41 </ b> A is configured to contact the terminal fitting 16. Note that the spark plug side end 41A has a spring shape, and more stable contact between the discharge electrode 41 and the terminal fitting 16 is achieved.

交流電極42は、交流電源3と電気的に接続されており、交流電源3からの交流電力を点火プラグ1側に伝送する際に、交流電力の伝送経路となるものである。本実施形態において、交流電極42は、曲げやねじれに対する耐久性に優れた平編導線(平板状に編まれた導線)を筒状に形成してなるものであり、自身の内周面が放電用電極41の外周面と対向するように放電用電極41の外周に配置されている。また、交流電極42は、放電用電極41と同様に、体積抵抗率が0.1μΩ・m以下で、かつ、磁性を持たない金属材料により形成されている。   The AC electrode 42 is electrically connected to the AC power source 3 and serves as a transmission path for AC power when transmitting AC power from the AC power source 3 to the ignition plug 1 side. In the present embodiment, the AC electrode 42 is formed by forming a flat knitted lead wire (lead wire knitted into a flat plate shape) excellent in durability against bending and twisting into a cylindrical shape, and its inner peripheral surface is discharged. The discharge electrode 41 is disposed on the outer periphery so as to face the outer peripheral surface of the discharge electrode 41. Similarly to the discharge electrode 41, the AC electrode 42 is formed of a metal material having a volume resistivity of 0.1 μΩ · m or less and having no magnetism.

絶縁体43は、筒状をなすとともに、放電用電極41と交流電極42との間に配置されている。また、絶縁体43は、絶縁性のセラミックにより形成されており、本実施形態では、絶縁性のセラミックとしてチタン酸バリウム(BaTiO3)が用いられている。尚、他のセラミック(例えば、PbTiO3やAl2O3等)や耐熱性樹脂等を用いて絶縁体43を形成することとしてもよい。また、図4に示すように、絶縁体をセラミック単体により構成することなく、セラミック51と、当該セラミック51の内部に設けられ、セラミック51を介して間欠的に配置された複数のリング状の樹脂(例えば、エポキシ樹脂等)又はゴム(例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等)52とにより絶縁体53を構成することとしてもよい。尚、このような絶縁体53は、円環状をなすセラミック製のリング部材と、同じく円環状をなす樹脂又はゴム製のリング部材とを交互に積層してなるパイプ部材を形成した上で、当該パイプ部材の内周及び外周にセラミックからなる筒状部材を設けることで得ることができる。また、セラミックと、樹脂又はゴムとにより絶縁体を形成する場合において、絶縁体の形状は特に限定されるものではない。従って、例えば、図5(a)に示すように、それぞれリング状をなすセラミック54と樹脂又はゴム55とが交互に積層されてなる絶縁体56を用いることとしてもよいし、図5(b)に示すように、筒状をなすセラミック57と放電用電極41及び交流電極42との間に、筒状をなす樹脂又はゴム58がそれぞれ配置されてなる絶縁体59を用いることとしてもよい。   The insulator 43 has a cylindrical shape and is disposed between the discharge electrode 41 and the AC electrode 42. The insulator 43 is made of an insulating ceramic. In this embodiment, barium titanate (BaTiO3) is used as the insulating ceramic. The insulator 43 may be formed using other ceramics (for example, PbTiO3, Al2O3, etc.), heat resistant resin, or the like. In addition, as shown in FIG. 4, without forming the insulator by a single ceramic, the ceramic 51 and a plurality of ring-shaped resins provided inside the ceramic 51 and arranged intermittently via the ceramic 51. The insulator 53 may be composed of (for example, an epoxy resin or the like) or rubber (for example, silicone rubber or fluorine rubber) 52. The insulator 53 has a pipe member formed by alternately laminating a ring-shaped ceramic ring member and a ring-shaped resin or rubber ring member. It can be obtained by providing a cylindrical member made of ceramic on the inner periphery and outer periphery of the pipe member. In the case where the insulator is formed of ceramic and resin or rubber, the shape of the insulator is not particularly limited. Therefore, for example, as shown in FIG. 5A, an insulator 56 in which ring-shaped ceramics 54 and resins or rubbers 55 are alternately laminated may be used, or FIG. As shown in FIG. 6, an insulator 59 in which a cylindrical resin or rubber 58 is disposed between the cylindrical ceramic 57 and the discharge electrode 41 and the AC electrode 42 may be used.

図3に戻り、上述した放電用電極41と、交流電極42と、両電極41,42に挟まれた絶縁体43とによって円柱状のコンデンサ46が形成されている。本実施形態では、上述の通り、交流電源3から供給される交流電力の発振周波数が50kHz以上100MHz以下に設定されているが、この発振周波数に対応してコンデンサ46の静電容量が設定されている。すなわち、コンデンサ46の静電容量をC(F)とし、交流電力の発振周波数をf(Hz)としたとき、C≧0.0005(F・Hz)/fを満たすように、コンデンサ46の静電容量が設定されている。   Returning to FIG. 3, a cylindrical capacitor 46 is formed by the discharge electrode 41, the AC electrode 42, and the insulator 43 sandwiched between the electrodes 41 and 42. In the present embodiment, as described above, the oscillation frequency of the AC power supplied from the AC power supply 3 is set to 50 kHz or more and 100 MHz or less, and the capacitance of the capacitor 46 is set corresponding to this oscillation frequency. Yes. That is, when the capacitance of the capacitor 46 is C (F) and the oscillation frequency of the AC power is f (Hz), the capacitance of the capacitor 46 is set so as to satisfy C ≧ 0.0005 (F · Hz) / f. The capacity is set.

前記第2絶縁体44は、シールド部材45の内部に設けられるとともに、少なくともその一部が交流電極42の外周側に位置している。また、第2絶縁体44は、点火ケーブル4を点火プラグ1に接続する際に、点火プラグ1の絶縁碍子12及び端子金具16が挿通される取付穴44Hを備えている。さらに、第2絶縁体44は、誘電率の比較的小さく、可塑性を有する所定の絶縁材料(例えば、樹脂やゴム等)により構成されている。そのため、絶縁体43の誘電率は、第2絶縁体44の誘電率よりも大きなものとなっている。   The second insulator 44 is provided inside the shield member 45, and at least a part of the second insulator 44 is located on the outer peripheral side of the AC electrode 42. Further, the second insulator 44 includes a mounting hole 44H through which the insulator 12 and the terminal fitting 16 of the spark plug 1 are inserted when the ignition cable 4 is connected to the spark plug 1. Furthermore, the second insulator 44 is made of a predetermined insulating material (for example, resin or rubber) having a relatively small dielectric constant and plasticity. Therefore, the dielectric constant of the insulator 43 is larger than the dielectric constant of the second insulator 44.

シールド部材45は、筒状の平編導線からなり、第2絶縁体44の外周に配置されている。また、シールド部材45の点火プラグ1側端部は、エンジンENに接触し接地された状態にある主体金具13の後端部に接触しており、ひいてはシールド部材45が接地された状態となっている(図2参照)。加えて、本実施形態では、点火プラグ1に対する交流電力の導電経路の外周に、前記シールド部材45や、当該シールド部材45と電気的に接続され接地された状態にある筒状の外部導体47が設けられている。このため、交流電力の導電経路において、電力の反射や外部への電磁波ノイズの放射が防止され、点火プラグ1に対して交流電力がより確実に供給されるようになっている。   The shield member 45 is made of a cylindrical flat braided wire and is disposed on the outer periphery of the second insulator 44. Further, the end of the shield member 45 on the side of the spark plug 1 is in contact with the rear end of the metal shell 13 that is in contact with the engine EN and is grounded, so that the shield member 45 is grounded. (See FIG. 2). In addition, in the present embodiment, the shield member 45 and the cylindrical outer conductor 47 that is electrically connected to the shield member 45 and grounded are provided on the outer periphery of the conductive path of the AC power to the spark plug 1. Is provided. For this reason, in the conductive path of AC power, reflection of power and radiation of electromagnetic noise to the outside are prevented, and AC power is more reliably supplied to the spark plug 1.

以上詳述したように、本実施形態によれば、放電用電源2から供給された電圧により点火プラグ1にて火花を生じさせた上で、当該火花に対して交流電源3からの交流電力が投入されるように構成されている。従って、交流電力により火花が強化されて、火花をより大きく成長させることができ、その結果、着火性を飛躍的に向上させることができる。   As described in detail above, according to the present embodiment, a spark is generated in the spark plug 1 by the voltage supplied from the discharge power source 2, and then the AC power from the AC power source 3 is applied to the spark. It is configured to be input. Accordingly, the spark is strengthened by the AC power, and the spark can be grown larger, and as a result, the ignitability can be dramatically improved.

また、電圧の印加により火花を生じさせるため、交流電力のみを投入して火花を生じさせる場合のように、要求電圧を出力できないといった事態が生じにくく、失火の発生をより確実に防止することができる。   In addition, since a spark is generated by applying a voltage, it is difficult to cause a situation in which the required voltage cannot be output as in the case of generating a spark by supplying only AC power, and the occurrence of misfire can be more reliably prevented. it can.

さらに、点火ケーブル4は、放電用電極41、交流電極42、及び、両電極41,42に挟まれた絶縁体43を備えており、点火プラグ1と交流電源3との間に、両電極41,42及び絶縁体43により形成されたコンデンサ46が介在されている。従って、発振周波数が50kHz以上と比較的高周波数の交流電力については、コンデンサ46を透過して点火プラグ1に投入される一方で、放電用電源2から出力される比較的低周波数の電流については、コンデンサ46の存在により交流電源3側への流入が抑制されることとなる。そのため、点火プラグ1に対して十分な電圧を投入することができ、火花をより確実に発生させることができる。また、点火コイル21の存在により、放電用電源2側への交流電力の流入を防止することができる。その結果、上述した着火性の向上効果をより確実に発揮させることができる。   Furthermore, the ignition cable 4 includes a discharge electrode 41, an AC electrode 42, and an insulator 43 sandwiched between both electrodes 41, 42, and both electrodes 41 are interposed between the ignition plug 1 and the AC power supply 3. , 42 and a capacitor 46 formed of an insulator 43 is interposed. Accordingly, the AC power having a relatively high frequency with an oscillation frequency of 50 kHz or more is passed through the capacitor 46 and supplied to the spark plug 1, while the current having a relatively low frequency output from the discharge power source 2 is used. The presence of the capacitor 46 suppresses inflow to the AC power source 3 side. Therefore, a sufficient voltage can be applied to the spark plug 1 and a spark can be generated more reliably. Further, the presence of the ignition coil 21 can prevent the inflow of AC power to the discharge power supply 2 side. As a result, the above-described effect of improving the ignitability can be more reliably exhibited.

加えて、本実施形態によれば、交流電力の発振周波数が100MHz以下と十分に小さなものとされている。従って、交流電力の波長を十分に大きくすることができ、点火プラグ1や点火ケーブル4の内部における共振の発生をより確実に防止することができ、上述した着火性の向上効果をより一層確実に発揮させることができる。また、点火プラグ等の設計を細かく調節することなく共振の発生を防止できるため、点火プラグ等における設計の自由度を十分に確保でき、さらに、従前から一般に利用されてきた点火プラグを特別な調節を施すことなくそのまま用いることができる。   In addition, according to the present embodiment, the oscillation frequency of AC power is set to a sufficiently small value of 100 MHz or less. Accordingly, the wavelength of the AC power can be made sufficiently large, the occurrence of resonance in the spark plug 1 and the ignition cable 4 can be prevented more reliably, and the above-described effect of improving the ignitability can be more reliably achieved. It can be demonstrated. In addition, since it is possible to prevent the occurrence of resonance without finely adjusting the design of the spark plug, etc., it is possible to secure a sufficient degree of freedom in the design of the spark plug and the like, and in addition, special adjustments have been made to the spark plugs that have been used in the past. It can be used as it is without applying.

併せて、コンデンサ46の静電容量C(F)が、交流電力の発振周波数f(Hz)に対して、C≧0.0005(F・Hz)/fを満たすように設定されている。従って、交流電力がコンデンサ46を透過するにあたって、交流電力の損失がより一層低減することとなり、ひいては着火性の更なる向上を図ることができる。   In addition, the capacitance C (F) of the capacitor 46 is set so as to satisfy C ≧ 0.0005 (F · Hz) / f with respect to the oscillation frequency f (Hz) of the AC power. Therefore, when the AC power passes through the capacitor 46, the loss of AC power is further reduced, and the ignitability can be further improved.

また、本実施形態においては、絶縁体43の誘電率が、第2絶縁体44の誘電率よりも大きなものとされている。従って、コンデンサ46(交流電極42)に投入された交流電力が、第2絶縁体44を介して、低電位側のエンジンENへと伝送されてしまうといった事態をより確実に防止することができる。その結果、伝送時における交流電力の損失をより一層確実に低減させることができ、火花を一層効果的に成長させることができる。   In the present embodiment, the dielectric constant of the insulator 43 is larger than the dielectric constant of the second insulator 44. Therefore, it is possible to more reliably prevent the AC power input to the capacitor 46 (AC electrode 42) from being transmitted to the low potential side engine EN via the second insulator 44. As a result, the loss of AC power during transmission can be more reliably reduced, and sparks can be grown more effectively.

加えて、絶縁体43が耐熱性及び耐電圧性の面で非常に優れるBaTiO3により形成されているため、コンデンサ46の耐久性を飛躍的に高めることができる。その結果、優れた着火性をより長期間に亘って維持することができる。また、BaTiO3は極めて高い誘電率を有するため、コンデンサ46の静電容量をより一層増大させることができる。従って、交流電力がコンデンサ46を透過する際の交流電力の透過率をより一層向上させることができ、着火性を一層向上させることができる。さらに、絶縁体をセラミックと樹脂又はゴムとの複合材料により形成した場合には、機械的な衝撃や熱衝撃に対して樹脂やゴムが緩衝材として機能することとなり、コンデンサの耐久性をより一層高めることが可能となる。また、点火ケーブル4の柔軟性が向上し、点火ケーブル4の取り回しが容易となる。   In addition, since the insulator 43 is made of BaTiO3, which is extremely excellent in terms of heat resistance and voltage resistance, the durability of the capacitor 46 can be dramatically improved. As a result, excellent ignitability can be maintained over a longer period. Moreover, since BaTiO3 has a very high dielectric constant, the capacitance of the capacitor 46 can be further increased. Therefore, the transmittance of AC power when AC power passes through the capacitor 46 can be further improved, and the ignitability can be further improved. Furthermore, when the insulator is formed of a composite material of ceramic and resin or rubber, the resin and rubber function as a buffer material against mechanical shock and thermal shock, further enhancing the durability of the capacitor. It becomes possible to raise. Moreover, the flexibility of the ignition cable 4 is improved, and the handling of the ignition cable 4 is facilitated.

さらに、放電用電極41、及び、交流電極42は、体積抵抗率が0.1μΩ・m以下で、かつ、磁性を持たない金属材料により形成されている。このため、伝送時における交流電力の損失を一層低減させることができ、火花に投入される交流電力をより増大させることができる。その結果、着火性をより一層向上させることができる。
〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に説明する。上記第1実施形態においては、点火ケーブル4が絶縁体43を有しているが、本第2実施形態においては、図6に示すように、点火プラグ1の有する絶縁碍子12が、上記第1実施形態における絶縁体43と同等の機能を発揮するように構成されている。
Further, the discharge electrode 41 and the AC electrode 42 are made of a metal material having a volume resistivity of 0.1 μΩ · m or less and having no magnetism. For this reason, the loss of the alternating current power at the time of transmission can be reduced further, and the alternating current power thrown into the spark can be further increased. As a result, the ignitability can be further improved.
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the first embodiment, the ignition cable 4 includes the insulator 43. However, in the second embodiment, as shown in FIG. 6, the insulator 12 included in the spark plug 1 is the first insulator. It is comprised so that the function equivalent to the insulator 43 in embodiment may be exhibited.

すなわち、本第2実施形態における点火ケーブル7は、点火プラグ1に接続された状態において、点火プラグ側端部が端子金具16(プラグ電極11)に接続される放電用電極71と、点火プラグ側端部が端子金具16(プラグ電極11)との間で絶縁碍子12を挟みこむようにして絶縁碍子12の外周に配置される交流電極72とを備えている。そして、点火ケーブル7を点火プラグ1に接続した状態において、プラグ電極11(端子金具16)と、交流電極72と、絶縁碍子12のうちプラグ電極11(端子金具16)及び交流電極72に挟まれた部位とによりコンデンサ73が形成されるように構成されている。尚、コンデンサ73の静電容量をC(F)とし、交流電力の発振周波数をf(Hz)としたとき、C≧0.0005(F・Hz)/fを満たすようにプラグ電極11に対する交流電極72の対向面積や絶縁碍子12の厚さ等が設定されている。   That is, the ignition cable 7 according to the second embodiment includes a discharge electrode 71 whose end on the ignition plug side is connected to the terminal fitting 16 (plug electrode 11), and the ignition plug side in a state where the ignition cable 7 is connected to the ignition plug 1. An AC electrode 72 is provided on the outer periphery of the insulator 12 so that the end portion sandwiches the insulator 12 between the terminal fitting 16 (plug electrode 11). In the state where the ignition cable 7 is connected to the ignition plug 1, the plug electrode 11 (terminal fitting 16), the AC electrode 72, and the insulator 12 are sandwiched between the plug electrode 11 (terminal fitting 16) and the AC electrode 72. The capacitor 73 is formed by the different parts. When the capacitance of the capacitor 73 is C (F) and the oscillation frequency of the AC power is f (Hz), the AC with respect to the plug electrode 11 satisfies C ≧ 0.0005 (F · Hz) / f. The facing area of the electrode 72, the thickness of the insulator 12, and the like are set.

また、本第2実施形態においては、交流電極72と主体金具13との間の絶縁碍子12の表面に沿った最短距離SL1、及び、交流電極72とプラグ電極11(端子金具16)との間の絶縁碍子12の表面に沿った最短距離SL2がそれぞれ5mm以上となるように、点火ケーブル7を点火プラグ1に取付けた際の点火プラグ1に対する交流電極72の相対位置が設定されている。   In the second embodiment, the shortest distance SL1 along the surface of the insulator 12 between the AC electrode 72 and the metal shell 13 and between the AC electrode 72 and the plug electrode 11 (terminal metal fitting 16). The relative position of the AC electrode 72 with respect to the spark plug 1 when the ignition cable 7 is attached to the spark plug 1 is set so that the shortest distance SL2 along the surface of the insulator 12 is 5 mm or more.

さらに、交流電極72の点火プラグ側端部には、締付部としての環状のコネクタスプリング72Cが設けられている。これにより、点火ケーブル7を点火プラグ1に接続した状態において、交流電極72が絶縁碍子12を径方向に締付け可能とされている。また、点火ケーブル7のシールド部材74の点火プラグ側端部にも、環状のコネクタスプリング74Cが設けられており、点火ケーブル7を点火プラグ1に接続した状態において、シールド部材74が主体金具13を径方向に締付け可能とされている。   Further, an annular connector spring 72C as a tightening portion is provided at the end of the AC electrode 72 on the spark plug side. Thereby, in a state where the ignition cable 7 is connected to the ignition plug 1, the AC electrode 72 can tighten the insulator 12 in the radial direction. An annular connector spring 74C is also provided at the end of the shield member 74 of the ignition cable 7 on the side of the spark plug. When the ignition cable 7 is connected to the spark plug 1, the shield member 74 attaches the metal shell 13 to the end. It can be tightened in the radial direction.

尚、絶縁碍子12は、絶縁性セラミック(例えば、BaTiO3やPbTiO3、Al2O3等)により形成されている。また、放電用電極71及び交流電極72のうち絶縁碍子12を挟んで対向する部位は、上記第1実施形態と同様に、体積抵抗率が0.1μΩ・m以下で、かつ、磁性を持たない金属材料(例えば、Cu、Ag、Au、Al、Zn、又は、これらのうちいずれかを主成分とする合金)により構成されている。   The insulator 12 is made of an insulating ceramic (for example, BaTiO3, PbTiO3, Al2O3, etc.). Further, the portions of the discharge electrode 71 and the AC electrode 72 that face each other across the insulator 12 have a volume resistivity of 0.1 μΩ · m or less and no magnetism, as in the first embodiment. It is comprised with the metal material (For example, Cu, Ag, Au, Al, Zn, or the alloy which has either of these as a main component).

以上、本第2実施形態によれば、基本的には上記第1実施形態と同様の作用効果が奏されることとなる。   As described above, according to the second embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment are basically obtained.

加えて、点火プラグ1が一般的に有する絶縁碍子12を利用してコンデンサ73を形成するため、点火ケーブルにコンデンサを設ける場合と比較して、製造コストを効果的に低減させることができる。   In addition, since the capacitor 73 is formed using the insulator 12 that the spark plug 1 generally has, the manufacturing cost can be effectively reduced as compared with the case where the capacitor is provided in the ignition cable.

さらに、交流電極72の点火プラグ1側端部にコネクタスプリング72Aが設けられているため、絶縁碍子12と交流電極72とをより安定的に接続することができる。その結果、プラグ電極11、絶縁碍子12、及び、交流電極72によりコンデンサ73をより確実に形成することができる。   Furthermore, since the connector spring 72A is provided at the end of the AC electrode 72 on the spark plug 1 side, the insulator 12 and the AC electrode 72 can be more stably connected. As a result, the capacitor 73 can be more reliably formed by the plug electrode 11, the insulator 12, and the AC electrode 72.

また、交流電極72と主体金具13との間の絶縁碍子12の表面に沿った最短距離SL1、及び、交流電極72とプラグ電極11(端子金具16)との間の絶縁碍子12の表面に沿った最短距離SL2がそれぞれ5mm以上と十分に大きく確保されている。従って、交流電極72と主体金具13又は端子金具16との間における電流のリークをより確実に防止することができ、ひいては失火の発生を一層効果的に抑制することができる。   Further, the shortest distance SL1 along the surface of the insulator 12 between the AC electrode 72 and the metallic shell 13 and the surface of the insulator 12 between the AC electrode 72 and the plug electrode 11 (terminal fitting 16). In addition, the shortest distances SL2 are secured sufficiently large at 5 mm or more. Accordingly, current leakage between the AC electrode 72 and the metallic shell 13 or the terminal fitting 16 can be prevented more reliably, and as a result, the occurrence of misfire can be more effectively suppressed.

次に、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、コンデンサの静電容量を種々変更した点火システムのサンプルを作製し、各サンプルについて着火性評価試験を行った。着火性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、各サンプルの点火プラグを排気量2000cc、4気筒DOHCエンジンに取付けた上で、空燃比(A/F)を17に設定した。そして、交流電源の電力を300Wとした上で、交流電力の発信周波数を100MHz、10MHz、1MHz、又は、50kHzと変化させて各サンプルに対して1000回電力を投入し、1000回中に発生した失火(異常放電)の回数を測定するとともに、失火の発生割合(失火率)を算出した。図7に、当該試験の試験結果を示す。尚、図7においては、発信周波数を100MHzとした際の試験結果を丸印で示し、発信周波数を10MHzとした際の試験結果を三角で示す。また、発信周波数を1MHzとした際の試験結果を四角で示し、発信周波数を50kHzとした際の試験結果をバツ印で示す。   Next, in order to confirm the operational effects exhibited by the above-described embodiment, samples of the ignition system in which the capacitance of the capacitor was variously changed were produced, and an ignitability evaluation test was performed on each sample. The outline of the ignitability evaluation test is as follows. That is, the spark plug of each sample was attached to a 2000 cc displacement 4-cylinder DOHC engine, and the air-fuel ratio (A / F) was set to 17. Then, after setting the power of the AC power supply to 300 W, the power frequency of the AC power was changed to 100 MHz, 10 MHz, 1 MHz, or 50 kHz, and power was applied 1000 times to each sample. While measuring the number of misfires (abnormal discharge), the occurrence rate of misfires (misfire rate) was calculated. FIG. 7 shows the test results of the test. In FIG. 7, the test results when the transmission frequency is 100 MHz are indicated by circles, and the test results when the transmission frequency is 10 MHz are indicated by triangles. Moreover, the test result when the transmission frequency is 1 MHz is indicated by a square, and the test result when the transmission frequency is 50 kHz is indicated by a cross mark.

図7に示すように、発信周波数を100MHzとした場合には、コンデンサの静電容量を5pF以上とすることで、発信周波数を10MHzとした場合には、コンデンサの静電容量を50pF以上とすることで、発信周波数を1MHzとした場合には、コンデンサの静電容量を500pF以上とすることで、発信周波数を50kHzとした場合には、コンデンサの10000pF以上とすることで、すなわち、発信周波数をf(Hz)とし、コンデンサの静電容量をC(F)としたとき、C≧0.0005(F・Hz)/fを満たすようにコンデンサの静電容量等を設定することで、失火率が3%未満となり、優れた着火性を実現できることが明らかとなった。これは、コンデンサの静電容量を大きくしたことで、交流電力がコンデンサをより確実に透過することとなり、ひいては火花に対して交流電力がより確実に投入されたためであると考えられる。   As shown in FIG. 7, when the transmission frequency is 100 MHz, the capacitance of the capacitor is 5 pF or more. When the transmission frequency is 10 MHz, the capacitance of the capacitor is 50 pF or more. Thus, when the transmission frequency is 1 MHz, the capacitance of the capacitor is 500 pF or more, and when the transmission frequency is 50 kHz, the capacitance is 10000 pF or more, that is, the transmission frequency is f (Hz) and the capacitance of the capacitor is C (F). By setting the capacitance of the capacitor so as to satisfy C ≧ 0.0005 (F · Hz) / f, the misfire rate Was less than 3%, and it became clear that excellent ignitability could be realized. This is considered to be because the AC power is more reliably transmitted through the capacitor by increasing the capacitance of the capacitor, and the AC power is more reliably supplied to the spark.

以上の試験結果より、着火性の向上を図るべく、C≧0.0005(F・Hz)/fを満たすようにコンデンサの静電容量等を設定することが好ましいといえる。   From the above test results, it can be said that it is preferable to set the capacitance of the capacitor so as to satisfy C ≧ 0.0005 (F · Hz) / f in order to improve the ignitability.

次いで、絶縁体をポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、チタン酸鉛(PbTiO3)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、又は、BaTiO3とシリコーンゴム(Siゴム)との複合材料により形成した点火システムのサンプルを作製し、各サンプルについて耐久性評価試験を行った。耐久性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、サンプルの点火プラグを排気量2000ccの4気筒DOHCエンジンに取付けた上で、全開状態(=4000rpm)で30分間エンジンを動作させた後、30分間アイドリング状態とすることを繰り返し行い、絶縁体のうち放電用電極及び交流電極に挟まれた部位(つまり、コンデンサを形成する部位)に貫通が生じるまでの時間(耐久時間)を測定した。図8に、当該試験の試験結果を示す。尚、各サンプルともに、コンデンサの静電容量を200pFとした。また、交流電源の出力電力を300Wとし、交流電力の発振周波数を50MHzとした。 Next, a sample of an ignition system in which an insulator is made of polyphenylene sulfide resin (PPS), lead titanate (PbTiO 3 ), barium titanate (BaTiO 3 ), or a composite material of BaTiO 3 and silicone rubber (Si rubber). And a durability evaluation test was performed on each sample. The outline of the durability evaluation test is as follows. That is, after attaching a sample spark plug to a 4-cylinder DOHC engine with a displacement of 2000 cc, the engine was operated for 30 minutes in a fully open state (= 4000 rpm), and then idling for 30 minutes. Among these, the time (durability time) until penetration occurred in a portion sandwiched between the discharge electrode and the AC electrode (that is, a portion forming a capacitor) was measured. FIG. 8 shows the test results of the test. In each sample, the capacitance of the capacitor was 200 pF. The output power of the AC power supply was 300 W, and the oscillation frequency of the AC power was 50 MHz.

図8に示すように、絶縁体を耐熱性に優れるセラミック(PbTiO3、又は、BaTiO3)や複合材料により形成したサンプルは、優れた耐久性を有し、特に絶縁体をBaTiO3により形成したサンプルは、耐久時間が約400時間となり、非常に優れた耐久性を有することが確認された。 As shown in FIG. 8, a sample in which the insulator is formed of ceramic (PbTiO 3 or BaTiO 3 ) or a composite material having excellent heat resistance has excellent durability, and in particular, the insulator is formed of BaTiO 3 . The sample had a durability of about 400 hours and was confirmed to have a very excellent durability.

また、絶縁体をセラミックとゴムとの複合材料により形成したサンプルは、耐久時間が1000時間を超え、極めて優れた耐久性を有することが確認された。これは、ゴムが振動や電極等の熱膨張に対する緩衝材として機能し、コンデンサの機械的な衝撃や熱衝撃に対する強度が向上したことによると考えられる。尚、上記試験では、セラミック及びゴムからなる複合材料を用いて試験を行ったが、ゴムに代えて樹脂を用いた場合であっても、同様の結果が得られると考えられる。   Moreover, it was confirmed that the sample in which the insulator is formed of a composite material of ceramic and rubber has an extremely excellent durability, with a durability time exceeding 1000 hours. This is presumably because rubber functions as a buffer against thermal expansion such as vibration and electrodes, and the strength of the capacitor against mechanical shock and thermal shock is improved. In the above test, a test was performed using a composite material made of ceramic and rubber. However, it is considered that the same result can be obtained even when a resin is used instead of rubber.

以上の試験結果より、耐久性の向上を図るべく、絶縁体をセラミックにより形成することが好ましく、特にBaTiO3やセラミック及びゴム等の複合材料により絶縁体を形成することがより好ましいといえる。 From the above test results, it can be said that it is preferable to form the insulator with ceramic, and it is more preferable to form the insulator with a composite material such as BaTiO 3 , ceramic and rubber in order to improve durability.

次に、放電用電極、及び、交流電極のうち絶縁体を挟んで対向する部位の構成金属を種々変更した点火システムのサンプルを作製し、各サンプルについて上述の着火性評価試験を行った。図9に、当該試験の試験結果を示す。また、表1に、各金属における体積抵抗率及び磁性の有無を示す。尚、コンデンサの静電容量、及び、交流電力の発信周波数は、C≧0.0005(F・Hz)/fを満たすように設定した。   Next, samples of the ignition system in which various constituent metals of the discharge electrode and the AC electrode facing each other with the insulator interposed therebetween were produced, and the above-described ignitability evaluation test was performed on each sample. FIG. 9 shows the test results of the test. Table 1 shows the volume resistivity and the presence or absence of magnetism in each metal. The capacitance of the capacitor and the transmission frequency of the AC power were set so as to satisfy C ≧ 0.0005 (F · Hz) / f.

Figure 0005421952
Figure 0005421952

図9及び表1に示すように、各サンプルともに失火率が3.0%未満となり、優れた着火性を有していたが、特に体積抵抗率が0.10μΩ・m以下であり、かつ、磁性を持たない金属を用いたサンプルは、失火率が1.0%未満となり、着火性に極めて優れることが明らかとなった。これは、伝送時における交流電力の損失が抑制され、火花に投入される交流電力がより増大したためであると考えられる。   As shown in FIG. 9 and Table 1, each sample had a misfire rate of less than 3.0% and had excellent ignitability, but in particular, the volume resistivity was 0.10 μΩ · m or less, and The sample using a metal having no magnetism had a misfire rate of less than 1.0%, and was found to be extremely excellent in ignitability. This is presumably because the loss of AC power during transmission was suppressed and the AC power input to the spark was further increased.

また特に、金属材料として、Cu、Ag、Au、Al、又は、Znを用いたサンプルは、一層優れた着火性を実現できることが確認された。   In particular, it has been confirmed that a sample using Cu, Ag, Au, Al, or Zn as the metal material can realize better ignitability.

以上の試験結果より、着火性の更なる向上を図るべく、放電用電極、及び、交流電極のうち少なくとも絶縁体を挟んで対向する部位を体積抵抗率が0.1μΩ・m以下で、かつ、磁性を持たない金属材料により形成することが好ましいといえる。また、このような金属材料の中でも、より一層優れた着火性を実現するという点において、体積抵抗率が比較的低いCuやAg等、又は、これらのうちいずれかを主成分とする金属を用いることが一層好ましいといえる。   From the above test results, in order to further improve the ignitability, the volume resistivity is 0.1 μΩ · m or less at a portion facing each other with at least the insulator between the discharge electrode and the AC electrode, and It can be said that it is preferable to form a metal material having no magnetism. Among such metal materials, Cu or Ag having a relatively low volume resistivity, or a metal having any one of them as a main component is used in terms of realizing even better ignitability. It is even more preferable.

次いで、上記第2実施形態に相当する点火システムにおいて、交流電極と端子金具との間の絶縁碍子の外表面に沿った最短距離を種々変更した点火システムのサンプルを作製するとともに、各サンプルにおいて放電用電極に印加する電圧(放電用電源の電圧)を徐々に増大させ、交流電極と端子金具との間で電流のリークが生じた際の放電電圧を測定した。図10に、当該試験の試験結果を示す。   Next, in the ignition system corresponding to the second embodiment, a sample of the ignition system in which the shortest distance along the outer surface of the insulator between the AC electrode and the terminal metal fitting is variously changed is prepared, and discharge is performed in each sample. The voltage applied to the electrode for use (the voltage of the power supply for discharge) was gradually increased, and the discharge voltage when current leakage occurred between the AC electrode and the terminal fitting was measured. FIG. 10 shows the test results of the test.

図10に示すように、前記最短距離を5mm以上としたサンプルは、放電電圧が30kV以上となり、電流のリークが極めて生じにくいことが明らかとなった。   As shown in FIG. 10, it was found that the sample having the shortest distance of 5 mm or more had a discharge voltage of 30 kV or more, and current leakage was extremely difficult to occur.

以上の試験結果より、電流のリークを防止すべく、前記最短距離を5mm以上とすることが好ましいといえる。尚、交流電極と主体金具との間の絶縁碍子の外表面に沿った最短距離についても、両者の間における電流のリークを防止すべく、5mm以上とすることが好ましいといえる。   From the above test results, it can be said that the shortest distance is preferably 5 mm or more in order to prevent current leakage. In addition, it can be said that the shortest distance along the outer surface of the insulator between the AC electrode and the metal shell is preferably 5 mm or more in order to prevent current leakage between the two.

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。   In addition, it is not limited to the description content of the said embodiment, For example, you may implement as follows. Of course, other application examples and modification examples not illustrated below are also possible.

(a)上記第2実施形態において、プラグ電極11は、中心電極15、端子金具16、及び、ガラスシール層18から構成されているが、電波雑音の抑制を図るべく、図11に示すように、プラグ電極81に抵抗体82(例えば、導電性材料及びガラス粉末を含んでなる抵抗体組成物を焼成させたもの)を介在させることとしてもよい。尚、抵抗体82を設けるにあたっては、点火ケーブル7を点火プラグ8に接続した状態において、交流電極72と、プラグ電極81と、絶縁碍子83のうち両者の間に挟み込まれた部位とにより形成されるコンデンサ84を、抵抗体82よりも点火プラグ1の先端側(すなわち、中心電極85と接地電極86との間に形成される間隙87側)に設けることが好ましい。この場合には、放電用電源2からの電圧の導電経路上にのみ抵抗体82が存在し、交流電力の導電経路上に抵抗体82が存在しないため、抵抗体82による交流電力の損失を防止することができ、着火性の向上効果をより確実に発揮させることができる。   (A) In the second embodiment, the plug electrode 11 includes the center electrode 15, the terminal fitting 16, and the glass seal layer 18. As shown in FIG. The resistor 82 (for example, a fired resistor composition including a conductive material and glass powder) may be interposed in the plug electrode 81. When the resistor 82 is provided, the resistor 82 is formed by the AC electrode 72, the plug electrode 81, and the portion of the insulator 83 that is sandwiched between the ignition cable 7 and the spark plug 8 when the ignition cable 7 is connected to the spark plug 8. The capacitor 84 is preferably provided on the tip side of the spark plug 1 relative to the resistor 82 (that is, on the side of the gap 87 formed between the center electrode 85 and the ground electrode 86). In this case, since the resistor 82 exists only on the conductive path of the voltage from the discharge power supply 2 and does not exist on the conductive path of the AC power, loss of AC power by the resistor 82 is prevented. Thus, the effect of improving the ignitability can be more reliably exhibited.

(b)上記第1実施形態において、コンデンサ46は、放電用電極41の外周に筒状の交流電極42が設けられた構成となっているが、コンデンサの構成は特に限定されるものではない。従って、例えば、図12に示すように、放電用電極91が外周側に配置され、交流電極92が内周側に配置されてなる(すなわち、両電極の位置が入れ替えて構成されてなる)コンデンサ93を用いることとしてもよい。尚、この場合には、交流電極92の点火プラグ側端部92Aよりも点火プラグ1側に放電用電極91の点火プラグ側端部91Aが位置するとともに、放電用電極91の点火プラグ側端部91Aが点火プラグ1に接続される。   (B) In the first embodiment, the capacitor 46 has a configuration in which the cylindrical AC electrode 42 is provided on the outer periphery of the discharge electrode 41, but the configuration of the capacitor is not particularly limited. Therefore, for example, as shown in FIG. 12, the discharge electrode 91 is disposed on the outer peripheral side, and the AC electrode 92 is disposed on the inner peripheral side (that is, the capacitor is configured by exchanging positions of both electrodes). 93 may be used. In this case, the spark plug side end portion 91A of the discharge electrode 91 is located closer to the spark plug 1 side than the spark plug side end portion 92A of the AC electrode 92, and the spark plug side end portion of the discharge electrode 91 is located. 91A is connected to the spark plug 1.

また、図13に示すように、板状の放電用電極94が絶縁体95を挟んで板状の交流電極96と対向してなるコンデンサ97を用いることとしてもよい。さらに、図14に示すように、点火ケーブルの長手方向と直交する断面において、少なくとも一部が渦巻き状をなす放電用電極111と、少なくとも放電用電極111の渦巻き状部分と対向する部位が渦巻き状をなす交流電極112と、放電用電極111の渦巻き状部分及び交流電極112の渦巻き状部分の間に配置される絶縁体113とを備えるコンデンサ114を用いてもよい。尚、放電用電極111や交流電極112のうち渦巻き状部分を点火ケーブルの長手方向に沿って延びるように構成することで、両電極111,112の対向面積を大きく確保することができ、コンデンサ114の静電容量を容易に増大させることができる。   As shown in FIG. 13, a capacitor 97 in which a plate-like discharge electrode 94 is opposed to the plate-like AC electrode 96 with an insulator 95 interposed therebetween may be used. Furthermore, as shown in FIG. 14, in the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the ignition cable, at least a part of the discharge electrode 111 having a spiral shape and at least a portion facing the spiral portion of the discharge electrode 111 is spiral. Alternatively, a capacitor 114 including the AC electrode 112 and the spiral portion of the discharge electrode 111 and the insulator 113 disposed between the spiral portion of the AC electrode 112 may be used. In addition, by configuring the spiral portion of the discharge electrode 111 and the AC electrode 112 so as to extend along the longitudinal direction of the ignition cable, a large facing area between both the electrodes 111 and 112 can be secured, and the capacitor 114 Can be easily increased.

併せて、図15に示すように、第1主電極板115A、及び、第1主電極板115Aから延び、第1主電極板115Aの長手方向と直交する方向に沿って並ぶ複数の第1補助電極板115Bを備える放電用電極115と、放電用電極115の長手方向に沿って延びるとともに第1主電極板115Aと対向する第2主電極板116A、及び、第2主電極板116Aから延び、第2主電極板116Aの長手方向と直交する方向に沿って第1補助電極板115Bと交互に並ぶ複数の第2補助電極板116Bを備える交流電極116(すなわち、それぞれが断面くし歯状をなす電極115,116)と、両補助電極板115B,116Bの間に配置される絶縁体117とを有するコンデンサ118を用いてもよい。   In addition, as shown in FIG. 15, the first main electrode plate 115A and a plurality of first auxiliary electrodes extending from the first main electrode plate 115A and arranged along the direction orthogonal to the longitudinal direction of the first main electrode plate 115A. A discharge electrode 115 having an electrode plate 115B, a second main electrode plate 116A extending along the longitudinal direction of the discharge electrode 115 and facing the first main electrode plate 115A, and a second main electrode plate 116A; AC electrode 116 having a plurality of second auxiliary electrode plates 116B arranged alternately with first auxiliary electrode plates 115B along a direction orthogonal to the longitudinal direction of second main electrode plate 116A (ie, each has a comb-tooth shape in cross section). A capacitor 118 having electrodes 115 and 116) and an insulator 117 disposed between both auxiliary electrode plates 115B and 116B may be used.

尚、コンデンサ97,114,118が筒状の第2絶縁体の内周に配置されるように構成してもよい。この場合には、絶縁体の誘電率を第2絶縁体の誘電率よりも大きくすることが好ましい。   Note that the capacitors 97, 114, and 118 may be arranged on the inner periphery of the cylindrical second insulator. In this case, it is preferable that the dielectric constant of the insulator is larger than the dielectric constant of the second insulator.

(c)上記実施形態では、放電用電源2や交流電源3からの電力がディストリビュータを介して各点火プラグ1に供給されているが、各点火プラグ1ごとに放電用電源2や交流電源3を設けることとしてもよい。   (C) In the above embodiment, the electric power from the discharge power source 2 and the AC power source 3 is supplied to each spark plug 1 via the distributor, but the discharge power source 2 and the AC power source 3 are provided for each spark plug 1. It is good also as providing.

1…点火プラグ
2…放電用電源
3…交流電源
4…点火ケーブル
11,81…プラグ電極
41…放電用電極
42…交流電極
43…絶縁体
44…第2絶縁体
72C…コネクタスプリング(締付部)
82…抵抗体
115A…第1主電極板
115B…第1補助電極板
116A…第2主電極板
116B…第2補助電極板
CL1…軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spark plug 2 ... Power supply for discharge 3 ... AC power supply 4 ... Ignition cable 11, 81 ... Plug electrode 41 ... Electrode for discharge 42 ... AC electrode 43 ... Insulator 44 ... 2nd insulator 72C ... Connector spring (clamping part) )
82 ... resistor 115A ... first main electrode plate 115B ... first auxiliary electrode plate 116A ... second main electrode plate 116B ... second auxiliary electrode plate CL1 ... axis

Claims (11)

点火プラグと、
前記点火プラグに火花放電を発生させるための電圧を印加する放電用電源と、
前記火花放電により生じた火花に交流電力を供給する交流電源と、
前記点火プラグと前記放電用電源及び前記交流電源とを電気的に接続する点火ケーブルと、を具備する点火システムであって、
前記点火ケーブルは、
前記放電用電源からの電圧を前記点火プラグに印加するために前記放電用電源と前記点火プラグとを接続する放電用電極と、
前記交流電源からの交流電力を前記点火プラグ側に伝送する交流電極と、
前記両電極の間に挟み込まれる絶縁体と、
筒状の第2絶縁体とを備え、
前記第2絶縁体は、少なくともその一部が、前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体よりも外周側に配置され、
前記絶縁体の誘電率が、前記第2絶縁体の誘電率よりも大きく、
前記第2絶縁体の内周に、筒状の前記交流電極が配置され、
前記交流電極の内周に、筒状の前記絶縁体が配置され、
前記絶縁体の内周に、前記放電用電極が配置されており、
前記放電用電極の前記点火プラグ側端部が前記点火プラグに接続されるように構成されていることを特徴とする点火システム。
Spark plugs,
A discharge power source for applying a voltage for generating a spark discharge in the spark plug;
An AC power supply for supplying AC power to the spark generated by the spark discharge;
An ignition system comprising: an ignition cable that electrically connects the spark plug to the discharge power source and the AC power source,
The ignition cable is
A discharge electrode for connecting the discharge power source and the spark plug to apply a voltage from the discharge power source to the spark plug;
An AC electrode for transmitting AC power from the AC power source to the spark plug side;
An insulator sandwiched between the electrodes;
A cylindrical second insulator,
The second insulator is at least partially disposed on the outer peripheral side of the discharge electrode, the AC electrode, and the insulator,
The dielectric constant of the insulator, much larger than the dielectric constant of the second insulator,
The cylindrical AC electrode is disposed on the inner periphery of the second insulator,
The cylindrical insulator is disposed on the inner periphery of the AC electrode,
The discharge electrode is disposed on the inner periphery of the insulator,
An ignition system, characterized in that the spark plug side end of the discharge electrode is connected to the spark plug .
点火プラグと、
前記点火プラグに火花放電を発生させるための電圧を印加する放電用電源と、
前記火花放電により生じた火花に交流電力を供給する交流電源と、
前記点火プラグと前記放電用電源及び前記交流電源とを電気的に接続する点火ケーブルと、を具備する点火システムであって、
前記点火ケーブルは、
前記放電用電源からの電圧を前記点火プラグに印加するために前記放電用電源と前記点火プラグとを接続する放電用電極と、
前記交流電源からの交流電力を前記点火プラグ側に伝送する交流電極と、
前記両電極の間に挟み込まれる絶縁体と、
筒状の第2絶縁体とを備え、
前記第2絶縁体は、少なくともその一部が、前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体よりも外周側に配置され、
前記絶縁体の誘電率が、前記第2絶縁体の誘電率よりも大きく、
前記第2絶縁体の内周に、少なくとも一部が筒状の前記放電用電極が配置され、
前記放電用電極の筒状部分の内周に、筒状の前記絶縁体が配置され、
前記絶縁体の内周に、前記交流電極が配置されており、
前記放電用電極の前記点火プラグ側端部が前記点火プラグに接続されるように構成されていることを特徴とする点火システム。
Spark plugs,
A discharge power source for applying a voltage for generating a spark discharge in the spark plug;
An AC power supply for supplying AC power to the spark generated by the spark discharge;
An ignition system comprising: an ignition cable that electrically connects the spark plug to the discharge power source and the AC power source,
The ignition cable is
A discharge electrode for connecting the discharge power source and the spark plug to apply a voltage from the discharge power source to the spark plug;
An AC electrode for transmitting AC power from the AC power source to the spark plug side;
An insulator sandwiched between the electrodes;
A cylindrical second insulator,
The second insulator is at least partially disposed on the outer peripheral side of the discharge electrode, the AC electrode, and the insulator,
The dielectric constant of the insulator, much larger than the dielectric constant of the second insulator,
The discharge electrode, at least a part of which is cylindrical, is disposed on the inner periphery of the second insulator,
The cylindrical insulator is disposed on the inner periphery of the cylindrical portion of the discharge electrode,
The AC electrode is disposed on the inner periphery of the insulator,
An ignition system, characterized in that the spark plug side end of the discharge electrode is connected to the spark plug .
点火プラグと、
前記点火プラグに火花放電を発生させるための電圧を印加する放電用電源と、
前記火花放電により生じた火花に交流電力を供給する交流電源と、
前記点火プラグと前記放電用電源及び前記交流電源とを電気的に接続する点火ケーブルと、を具備する点火システムであって、
前記点火ケーブルは、
前記放電用電源からの電圧を前記点火プラグに印加するために前記放電用電源と前記点火プラグとを接続する放電用電極と、
前記交流電源からの交流電力を前記点火プラグ側に伝送する交流電極と、
前記両電極の間に挟み込まれる絶縁体と、
筒状の第2絶縁体とを備え、
前記第2絶縁体は、少なくともその一部が、前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体よりも外周側に配置され、
前記絶縁体の誘電率が、前記第2絶縁体の誘電率よりも大きく、
前記放電用電極の少なくとも一部は板状をなすとともに、
前記交流電極のうち、少なくとも前記放電用電極の板状部分と対向する部位は板状をなし、
前記放電用電極の板状部分と前記交流電極の板状部分との間に前記絶縁体が配置され、
前記両電極、及び、前記絶縁体は、前記第2絶縁体の内周に配置されており、
前記放電用電極の前記点火プラグ側端部が前記点火プラグに接続されるように構成されていることを特徴とする点火システム。
Spark plugs,
A discharge power source for applying a voltage for generating a spark discharge in the spark plug;
An AC power supply for supplying AC power to the spark generated by the spark discharge;
An ignition system comprising: an ignition cable that electrically connects the spark plug to the discharge power source and the AC power source,
The ignition cable is
A discharge electrode for connecting the discharge power source and the spark plug to apply a voltage from the discharge power source to the spark plug;
An AC electrode for transmitting AC power from the AC power source to the spark plug side;
An insulator sandwiched between the electrodes;
A cylindrical second insulator,
The second insulator is at least partially disposed on the outer peripheral side of the discharge electrode, the AC electrode, and the insulator,
The dielectric constant of the insulator, much larger than the dielectric constant of the second insulator,
At least a part of the discharge electrode has a plate shape,
Of the AC electrode, at least a portion facing the plate-like portion of the discharge electrode has a plate shape,
The insulator is disposed between the plate-like portion of the discharge electrode and the plate-like portion of the AC electrode,
The electrodes and the insulator are disposed on the inner periphery of the second insulator,
An ignition system, characterized in that the spark plug side end of the discharge electrode is connected to the spark plug .
点火プラグと、
前記点火プラグに火花放電を発生させるための電圧を印加する放電用電源と、
前記火花放電により生じた火花に交流電力を供給する交流電源と、
前記点火プラグと前記放電用電源及び前記交流電源とを電気的に接続する点火ケーブルと、を具備する点火システムであって、
前記点火ケーブルは、
前記放電用電源からの電圧を前記点火プラグに印加するために前記放電用電源と前記点火プラグとを接続する放電用電極と、
前記交流電源からの交流電力を前記点火プラグ側に伝送する交流電極と、
前記両電極の間に挟み込まれる絶縁体と、
筒状の第2絶縁体とを備え、
前記第2絶縁体は、少なくともその一部が、前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体よりも外周側に配置され、
前記絶縁体の誘電率が、前記第2絶縁体の誘電率よりも大きく、
長手方向と直交する断面において、前記放電用電極の少なくとも一部は渦巻き状をなすとともに、
前記交流電極のうち、少なくとも前記放電用電極の渦巻き状部分と対向する部位は渦巻き状をなし、
前記放電用電極の渦巻き状部分と前記交流電極の渦巻き状部分との間に前記絶縁体が配置され、
前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体は、前記第2絶縁体の内周に配置されており、
前記放電用電極の前記点火プラグ側端部が前記点火プラグに接続されるように構成されていることを特徴とする点火システム。
Spark plugs,
A discharge power source for applying a voltage for generating a spark discharge in the spark plug;
An AC power supply for supplying AC power to the spark generated by the spark discharge;
An ignition system comprising: an ignition cable that electrically connects the spark plug to the discharge power source and the AC power source,
The ignition cable is
A discharge electrode for connecting the discharge power source and the spark plug to apply a voltage from the discharge power source to the spark plug;
An AC electrode for transmitting AC power from the AC power source to the spark plug side;
An insulator sandwiched between the electrodes;
A cylindrical second insulator,
The second insulator is at least partially disposed on the outer peripheral side of the discharge electrode, the AC electrode, and the insulator,
The dielectric constant of the insulator, much larger than the dielectric constant of the second insulator,
In a cross section perpendicular to the longitudinal direction, at least a part of the discharge electrode has a spiral shape,
Of the alternating current electrode, at least a portion facing the spiral portion of the discharge electrode has a spiral shape,
The insulator is disposed between the spiral portion of the discharge electrode and the spiral portion of the AC electrode,
The discharge electrode, the AC electrode, and the insulator are disposed on an inner periphery of the second insulator,
An ignition system, characterized in that the spark plug side end of the discharge electrode is connected to the spark plug .
点火プラグと、
前記点火プラグに火花放電を発生させるための電圧を印加する放電用電源と、
前記火花放電により生じた火花に交流電力を供給する交流電源と、
前記点火プラグと前記放電用電源及び前記交流電源とを電気的に接続する点火ケーブルと、を具備する点火システムであって、
前記点火ケーブルは、
前記放電用電源からの電圧を前記点火プラグに印加するために前記放電用電源と前記点火プラグとを接続する放電用電極と、
前記交流電源からの交流電力を前記点火プラグ側に伝送する交流電極と、
前記両電極の間に挟み込まれる絶縁体と、
筒状の第2絶縁体とを備え、
前記第2絶縁体は、少なくともその一部が、前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体よりも外周側に配置され、
前記絶縁体の誘電率が、前記第2絶縁体の誘電率よりも大きく、
前記点火ケーブルは、
前記放電用電極は、長手方向に沿って延びる第1主電極板と、前記第1主電極板から延び、長手方向と直交する方向に沿って並ぶ複数の第1補助電極板とを備え、
前記交流電極は、長手方向に沿って延びる第2主電極板と、前記第2主電極板から延び、長手方向と直交する方向に沿って並ぶ複数の第2補助電極板とを備え、
前記第1主電極板と前記第2主電極板とが対向するとともに、前記第1補助電極板と前記第2補助電極板とが交互に並ぶように、前記放電用電極及び前記交流電極が配置され、
前記絶縁体は、前記両補助電極板の間に配置され、
前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体は、前記第2絶縁体の内周に配置されており、
前記放電用電極の前記点火プラグ側端部が前記点火プラグに接続されるように構成されていることを特徴とする点火システム。
Spark plugs,
A discharge power source for applying a voltage for generating a spark discharge in the spark plug;
An AC power supply for supplying AC power to the spark generated by the spark discharge;
An ignition system comprising: an ignition cable that electrically connects the spark plug to the discharge power source and the AC power source,
The ignition cable is
A discharge electrode for connecting the discharge power source and the spark plug to apply a voltage from the discharge power source to the spark plug;
An AC electrode for transmitting AC power from the AC power source to the spark plug side;
An insulator sandwiched between the electrodes;
A cylindrical second insulator,
The second insulator is at least partially disposed on the outer peripheral side of the discharge electrode, the AC electrode, and the insulator,
The dielectric constant of the insulator, much larger than the dielectric constant of the second insulator,
The ignition cable is
The discharge electrode includes a first main electrode plate extending along a longitudinal direction, and a plurality of first auxiliary electrode plates extending from the first main electrode plate and arranged along a direction orthogonal to the longitudinal direction,
The AC electrode includes a second main electrode plate extending along the longitudinal direction, and a plurality of second auxiliary electrode plates extending from the second main electrode plate and arranged along a direction orthogonal to the longitudinal direction,
The discharge electrode and the AC electrode are arranged so that the first main electrode plate and the second main electrode plate face each other and the first auxiliary electrode plate and the second auxiliary electrode plate are alternately arranged. And
The insulator is disposed between the auxiliary electrode plates;
The discharge electrode, the AC electrode, and the insulator are disposed on an inner periphery of the second insulator,
An ignition system, characterized in that the spark plug side end of the discharge electrode is connected to the spark plug .
前記交流電力の発振周波数は50kHz以上100MHz以下であり、
前記放電用電極、前記交流電極、及び、前記絶縁体により形成されるコンデンサの静電容量をC(F)とし、
前記交流電力の発振周波数をf(Hz)としたとき、
C≧0.0005(F・Hz)/f
を満たすことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の点火システム。
The oscillation frequency of the AC power is 50 kHz or more and 100 MHz or less,
The capacitance of the capacitor formed by the discharge electrode, the alternating current electrode, and the insulator is C (F),
When the oscillation frequency of the AC power is f (Hz),
C ≧ 0.0005 (F · Hz) / f
The ignition system according to any one of claims 1 to 5, wherein:
前記絶縁体は、セラミックと、樹脂又はゴムとの複合材料により形成されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の点火システム。 The ignition system according to any one of claims 1 to 6, wherein the insulator is made of a composite material of ceramic and resin or rubber. 前記絶縁体は、セラミックにより形成されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の点火システム。 The insulator, the ignition system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is formed by ceramic. 前記セラミックは、チタン酸バリウムを主成分とすることを特徴とする請求項又はに記載の点火システム。 The ignition system according to claim 7 or 8 , wherein the ceramic is mainly composed of barium titanate. 前記放電用電極、及び、前記交流電極のうち少なくとも前記絶縁体を挟んで対向する部位は、体積抵抗率が0.1μΩ・m以下で、かつ、磁性を持たない金属材料により形成されることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の点火システム。 Of the discharge electrode and the AC electrode, at least a portion facing the insulator is formed by a metal material having a volume resistivity of 0.1 μΩ · m or less and having no magnetism. The ignition system according to any one of claims 1 to 9 , characterized in that: 前記金属材料は、銅、銀、金、アルミニウム、亜鉛、又は、これらのうちいずれかを主成分とする合金であることを特徴とする請求項10に記載の点火システム。 11. The ignition system according to claim 10 , wherein the metal material is copper, silver, gold, aluminum, zinc, or an alloy containing any one of them as a main component.
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